半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，旨在克服現(xiàn)有技術存在的雙質(zhì)量飛輪阻尼不可控的問題，其包括初級飛輪組件、次級飛輪組件、兩個弧形彈簧（11）、勵磁裝置和磁流變液（8）。次級飛輪組件通過滑動軸承（15）套裝在位于左側的初級飛輪組件上，初級飛輪組件和次級飛輪組件之間在徑向與軸向的右側留有間隙即充滿磁流變液（8）的密封腔，兩個弧形彈簧（11）對稱地安裝在初級飛輪組件的兩個結構相同的弧形凹槽內(nèi)，兩個弧形彈簧（11）的一端抵靠在兩個結構相同的弧形凹槽端部的端面上，兩個弧形彈簧（11）的另一端依次與次級飛輪組件中的傳力板（13）的兩個結構相同的側耳板的側面焊接固定，勵磁裝置固定在次級飛輪組件的周圍。
【專利說明】半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種汽車上的傳動減振阻尼零部件，更確切地說，本實用新型涉及一種半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪。
【背景技術】
[0002]1.磁流變液效應
[0003]磁流變效應是指磁流變液在沒有磁場作用時，它可以自由流動，表現(xiàn)出Newton流體的行為；在施加外加磁場后，它可以在瞬間(毫秒級)由液態(tài)變成類固態(tài)，其粘度陡然增大幾個數(shù)量級以至失去流動性，表現(xiàn)出Bingham粘塑性體的行為，具有一定的抗剪切屈服應力，隨外加磁場強度的增加，磁流變液的屈服應力增大；并且磁流變液的這種變化是連續(xù)、可逆的，即一旦撤去磁場后磁流變液又變成可以流動的液體。磁流變液能產(chǎn)生磁流變效應的這種特征，為它在工程實際中提供了廣泛的應用前景。
[0004]2.周向長弧形螺旋彈簧雙質(zhì)量飛輪(DMF-CS)
[0005]雙質(zhì)量飛輪，就是將原來的一個飛輪分成兩個部分，它包括初級飛輪組件、次級飛輪組件和扭轉減振器。初級飛輪組件保留在發(fā)動機一側起到原來飛輪的作用，用于啟動和傳遞發(fā)動機的轉動扭矩；次級飛輪組件則放置在傳動系統(tǒng)的變速器一側，用于提高變速器的轉動慣量，初級飛輪組件與次級飛輪組件之間通過扭轉減振器相連。初級飛輪組件包括第一飛輪、密封蓋和啟動齒圈等，第一飛輪與密封蓋形成一個密封油腔，在該油腔內(nèi)裝有扭轉減振器(弧形彈簧)，弧形彈簧的一段抵靠在凹槽的端面，另一端與傳力板的側耳側面焊接，傳力板靠中心的鉚接孔與第二飛輪鉚接，次級飛輪組件包括傳力板、第二飛輪等，并通過滑動軸承支撐在初級飛輪組件上。這樣由發(fā)動機傳遞來的扭矩依次經(jīng)過第一飛輪、弧形彈簧、傳力板、第二飛輪，并最后傳遞到變速箱。初級飛輪組件和次級飛輪組件之間由于弧形彈簧的存在而產(chǎn)生相對轉角，有效衰減了汽車發(fā)動機在啟動和扭矩突變工況下的振動振幅，延長了汽車傳動系統(tǒng)中各零部件的使用壽命，同時也提高了汽車的平順性。
[0006]但是，目前的雙質(zhì)量飛輪主要還是依靠長弧形彈簧與潤滑脂之間的粘性摩擦產(chǎn)生阻尼，其阻尼特性是不可控制的。而汽車在啟動時(低頻區(qū))需要雙質(zhì)量飛輪有較大的阻尼來衰減振動，在正常行駛時(高頻區(qū))需要雙質(zhì)量飛輪有較小的阻尼來降低噪聲，這樣雙質(zhì)量飛輪很難滿足汽車在各種不同頻率的工況下對其阻尼的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型所要解決的技術問題是克服了現(xiàn)有技術存在雙質(zhì)量飛輪阻尼不可控的問題，提供了一種半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪。
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的:所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪還包括有初級飛輪組件、次級飛輪組件、2個結構相同的弧形彈簧、勵磁裝置和磁流變液。
[0009]次級飛輪組件通過滑動軸承套裝在位于左側的初級飛輪組件上，初級飛輪組件和次級飛輪組件之間在徑向與軸向留有間隙即密封腔，磁流變液充滿密封腔，2個結構相同的弧形彈簧對稱地安裝在初級飛輪組件的2個結構相同的弧形凹槽內(nèi)，2個結構相同的弧形彈簧的一端抵靠在2個結構相同的弧形凹槽端部的端面上，2個結構相同的弧形彈簧的另一端依次與次級飛輪組件的傳力板的2個結構相同的側耳板的側面焊接固定，勵磁裝置固定在次級飛輪組件的周圍。
[0010]技術方案中所述的充滿磁流變液的密封腔是指:密封腔前蓋的內(nèi)側、第二飛輪的內(nèi)側和密封蓋的外側之間構成的磁流變液的工作間隙，在密封蓋的2段式階梯中心通孔的右段大直徑通孔和第二飛輪的中間圓環(huán)體之間安裝了 2號U型金屬骨架密封，在密封腔前蓋與密封蓋左端之間安裝有I號U型金屬骨架油封，在隔磁環(huán)與密封腔前蓋之間、隔磁環(huán)與第二飛輪之間分別安裝了硅膠密封圈，用以連接第二飛輪和密封腔前蓋的螺栓上還涂有螺紋密封膠，第二飛輪上的注油孔在注完磁流變液后采用注油塞封堵密封，工作間隙厚度取值為I?4mm。
[0011]技術方案中所述的初級飛輪組件包括弟一飛輪、啟動齒圈和S封蓋。啟動齒圈中心處的圓環(huán)體和第一飛輪上的飛輪外圓環(huán)體的內(nèi)孔配裝并點焊在一起，第一飛輪的飛輪外圓環(huán)體的右端裝入密封蓋的周邊圓環(huán)體的內(nèi)孔中并點焊在一起，并通過各自上面的3個定位孔定位，第一飛輪和密封蓋上的弧形凹槽完全對置，第一飛輪的中心圓環(huán)體通過滑動軸承裝入次級飛輪組件中的傳力板上的傳力板中心圓環(huán)體內(nèi)為轉動連接。
[0012]技術方案中所述的第一飛輪為圓盤類結構件，在第一飛輪的右端面上向左沖壓兩個對稱的橫截面為半圓形的用以安裝弧形彈簧的弧形凹槽，兩個弧形凹槽并不連通，第一飛輪右端面的中心處設有向右突出的中心圓環(huán)體，在中心圓環(huán)體內(nèi)側的第一飛輪右端面的中心處設有中心孔，在中心圓環(huán)體內(nèi)圓柱面與中心孔之間均勻地設置有六個回轉軸線與第一飛輪回轉軸線平行等距的用以與發(fā)動機曲軸相連的螺栓孔，在中心圓環(huán)體的外周邊處設置有向左突出的飛輪外圓環(huán)體，飛輪外圓環(huán)體右端面上設置有3個回轉軸線和第一飛輪右端面垂直的且均勻分布的定位孔，中心圓環(huán)體的回轉軸線與中心孔的回轉軸線共線，六個螺栓孔所在圓的回轉軸線、3個定位孔所在圓的回轉軸線與兩個橫截面為半圓形的弧形凹槽所在圓的回轉軸線和第一飛輪的回轉軸線共線。
[0013]技術方案中所述的密封蓋為圓環(huán)盤類結構件，在密封蓋左圓環(huán)端面上向右沖壓了兩個與第一飛輪上的弧形凹槽結構形狀相同的凹槽，密封蓋的中心處設置有2段式階梯中心通孔，2段式階梯中心通孔的左段為小直徑通孔，右段為大直徑通孔，右段大直徑通孔與第二飛輪之間用于安裝2號U型金屬骨架油封，密封蓋周邊圓環(huán)體的外圓柱面的左端設置有用于安裝I號U型金屬骨架油封的開口槽，開口槽底的左端面上設置有均勻分布地3個定位孔，密封蓋周邊圓環(huán)體的內(nèi)孔用于和第一飛輪上的飛輪外圓環(huán)體右端配裝。
[0014]技術方案中所述的次級飛輪組件包括密封腔前蓋、第二飛輪與傳力板。第二飛輪的中間圓環(huán)體套裝在傳力板的傳力板外側圓環(huán)體上并鉚接，同時第二飛輪上的外圓環(huán)體套裝在初級飛輪組件中的密封蓋的周邊圓環(huán)體上并留有間隙，密封腔前蓋套裝在第二飛輪左側的密封蓋上并留有間隙，密封腔前蓋與第二飛輪之間安裝有隔磁環(huán)，采用螺栓將密封腔前蓋、隔磁環(huán)與第二飛輪連接。
[0015]技術方案中所述的第二飛輪為圓盤類結構件，在第二飛輪的圓周邊緣設置有凸向左側的外圓環(huán)體，外圓環(huán)體上設有六個回轉軸線和第二飛輪回轉軸線平行等距的均勻分布的螺栓通孔，第二飛輪左端面中心處設有凸向左側的中心圓環(huán)體，中心圓環(huán)體的內(nèi)孔設置有內(nèi)花鍵，在第二飛輪的中心圓環(huán)體與外圓環(huán)體之間的左端面上設置有一個凸向左側的中間圓環(huán)體，中間圓環(huán)體與外圓環(huán)體之間對稱地設置2個注油孔，中間圓環(huán)體的內(nèi)側設置有六個回轉軸線和第二飛輪回轉軸線平行等距的均勻分布的用以與傳力板連接的鉚接孔，六個鉚接孔的內(nèi)側設置六個回轉軸線和第二飛輪回轉軸線平行等距的均勻分布的裝配孔，第二飛輪上的六個裝配孔的回轉軸線與第一飛輪上的六個均布螺栓孔的回轉軸線同軸。
[0016]技術方案中所述的傳力板為圓環(huán)盤類結構件，傳力板的中心處設置有傳力板中心圓環(huán)體，傳力板中心圓環(huán)體的外側設置有傳力板外側圓環(huán)體，傳力板中心圓環(huán)體與傳力板外側圓環(huán)體的右端由圓環(huán)形板連成一體，傳力板外側圓環(huán)體與傳力板中心圓環(huán)體位于圓環(huán)形板的同側即左側，傳力板外側圓環(huán)體與傳力板中心圓環(huán)體之間的圓環(huán)形板上設置有回轉軸線與傳力板中心圓環(huán)體回轉軸線平行等距的均勻分布的鉚接孔，傳力板的傳力板外側圓環(huán)體的外圓柱面上沿徑向對稱地設置有的兩個結構相同的側耳板，傳力板中心圓環(huán)體的內(nèi)孔的右端設有對安裝的滑動軸承起定位作用的凸緣。
[0017]技術方案中所述的勵磁裝置包括磁軛和勵磁線圈,勵磁線圈安裝在磁軛中，在磁軛上開有便于勵磁線圈的導線接入與接出的小孔；勵磁裝置通過磁軛上的螺栓孔采用螺栓固定在發(fā)動機殼體上。
[0018]技術方案中所述的弧形彈簧由I根大彈簧與I根小彈簧組成。小彈簧的弧長小與大彈簧的弧長，小彈簧的直徑小于大彈簧的內(nèi)徑，小彈簧的曲率半徑與大彈簧的曲率半徑相等，小彈簧裝入大彈簧之中組成二級剛度的子母簧。
[0019]與現(xiàn)有技術相比本實用新型的有益效果是:
[0020]1.理論上
[0021]通過改變勵磁線圈中的電流大小來改變外加磁場力，從而改變磁流變液的阻尼特性，使其可以在更大范圍的頻率下比傳統(tǒng)的雙質(zhì)量飛輪達到更好的減振效果，提高彈簧的使用壽命，提升汽車的NVH性能。工作可靠，在半主動元件失效的情況下，還具有傳統(tǒng)雙質(zhì)量飛輪的減振性能。能源消耗少，可在車載能源的使用范圍內(nèi)。
[0022]2.機構上
[0023]設計了一種全新的雙質(zhì)量飛輪結構，保留了傳統(tǒng)雙質(zhì)量飛輪隔振降噪的優(yōu)點，并采用了磁流變技術。本實用新型的磁流變雙質(zhì)量飛輪與傳統(tǒng)的雙質(zhì)量飛輪相比橫向尺寸并沒有增加，便于裝配到動力總成中。
[0024]3.實驗仿真
[0025]參閱圖3，本實用新型的磁流變雙質(zhì)量飛輪進行了靜剛度試驗和整車道路試驗，并進行了數(shù)據(jù)采集，通過圖表的形式呈現(xiàn)出來。磁流變液雙質(zhì)量飛輪的靜剛度試驗結果如圖中所示，每一條曲線包含的面積與消耗的能量成正比，面積越大，消耗的能量越大，阻尼也就越大。從圖中我們可以看出，隨著勵磁線圈電流的增加，曲線包含的面積也增加，則消耗的能量增加，阻尼也增加，這說明了磁流變液雙質(zhì)量飛輪的阻尼可以通過調(diào)節(jié)勵磁線圈中的電流得以控制，以滿足在不同工況下汽車對不同阻尼的需求，從而提高駕駛室內(nèi)的乘坐舒適性，提高汽車的NVH性能。
[0026]參閱圖4，圖中為汽車在加速行駛工況下分別安裝普通雙質(zhì)量飛輪和磁流變液雙質(zhì)量飛輪時的車內(nèi)振動加速度均方根值。由圖中可知，在加速行駛工況下，相比普通雙質(zhì)量飛輪，磁流變液雙質(zhì)量飛輪的車內(nèi)振動加速度均方根值較小，能較好的改善車內(nèi)的振動情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明:
[0028]圖1為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪主視圖上的全剖視圖；
[0029]圖2為圖1中的A處的局部放大視圖；
[0030]圖3為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪靜態(tài)扭轉遲滯曲線。
[0031]圖4為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪與普通雙質(zhì)量飛輪在五檔加速行駛工況車內(nèi)振動加速度均方根值曲線對比圖；
[0032]圖5為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪結構組成的軸測投影圖；
[0033]圖6為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪翻轉180度后結構組成的軸測投影圖；
[0034]圖7為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪中所采用的第一飛輪結構組成的軸測投影圖；
[0035]圖8為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪中所采用的密封蓋結構組成的軸測投影圖；
[0036]圖9為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪中所采用的第二飛輪結構組成的軸測投影圖；
[0037]圖10為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪中所采用的密封腔前蓋結構組成的軸測投影圖；
[0038]圖11為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪中所采用的傳力板結構組成的軸測投影圖；
[0039]圖12為本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪中所采用的弧形彈簧結構組成的軸測投影圖；
[0040]圖中:1.第一飛輪，2.啟動齒圈，3.密封蓋，4.1號U型金屬骨架油封，5.密封腔前蓋，6.隔磁環(huán)，7.螺栓，8.磁流變液，9.第二飛輪，10.注油塞，11.弧形彈簧，12.2號U型金屬骨架油封，13.傳力板，14.鉚釘，15.滑動軸承，16.花鍵，17.磁軛，18.勵磁線圈。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖對本實用新型作詳細的描述:
[0042]本實用新型將磁流變技術應用到雙質(zhì)量飛輪中，提供了一種全新結構的雙質(zhì)量飛輪，其包括磁流變液工作間隙的選擇、磁流變液密封腔的密封、勵磁裝置的布置等，實現(xiàn)了雙質(zhì)量飛輪阻尼的半主動控制，在車輛工作頻率范圍內(nèi)同時滿足低頻減振和高頻降噪的要求，從而提升車內(nèi)的乘坐舒適性，提高了整車的NVH性能。
[0043]本實用新型所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪包括初級飛輪組件、次級飛輪組件、扭轉減振器、勵磁裝置和磁流變液。
[0044]所述的次級飛輪組件通過滑動軸承15套裝在位于左側的初級飛輪組件上，初級飛輪組件和次級飛輪組件之間在徑向與軸向(的右側)留有間隙即充滿磁流變液8的密封腔，2個結構相同的弧形彈簧11對稱地安裝在初級飛輪組件的2個結構相同的弧形凹槽內(nèi)，2個結構相同的弧形彈簧11的一端抵靠在2個結構相同的弧形凹槽端部的端面上，2個結構相同的弧形彈簧11的另一端依次與次級飛輪組件的傳力板13的2個結構相同的側耳板的側面焊接固定，勵磁裝置固定在次級飛輪組件的周圍。
[0045]參閱圖1與圖2，所述的初級飛輪組件包括第一飛輪1、啟動齒圈2和密封蓋3。
[0046]所述的第一飛輪I為圓盤類結構件，在第一飛輪I的右端面上向左沖壓兩個橫截面為半圓形的弧形凹槽，用以安裝弧形彈簧11，兩個弧形凹槽并不連通，第一飛輪I右端面的中心處設有向右突出的中心圓環(huán)體，向右突出的中心圓環(huán)體的外圓柱面用以套裝滑動軸承15，在中心圓環(huán)體內(nèi)的第一飛輪I右端面的中心處設有中心孔，在中心圓環(huán)體內(nèi)圓柱面與中心孔之間均勻地設置有六個回轉軸線與第一飛輪I回轉軸線平行等距的螺栓孔，用以與發(fā)動機曲軸相連，在中心圓環(huán)體的外周邊處設置有向左突出的飛輪外圓環(huán)體，飛輪外圓環(huán)體右端面上設置有3個回轉軸線和第一飛輪I右端面垂直的且均勻分布的定位孔，第一飛輪I的回轉軸線、圓環(huán)體的回轉軸線與中心孔的回轉軸線共線，六個螺紋孔所在圓的回轉軸線、3個定位孔所在圓的回轉軸線與兩個橫截面為半圓形的弧形凹槽所在圓的回轉軸線和第一飛輪I的回轉軸線共線。
[0047]所述的啟動齒圈2為圓環(huán)盤類結構件，其外周邊的圓柱面上設置有齒，中心處設置有和第一飛輪I的飛輪外圓環(huán)體內(nèi)孔配裝并點焊在一起。
[0048]參閱圖8，所述的密封蓋3為圓環(huán)盤類結構件，在密封蓋3左圓環(huán)端面上向右沖壓了兩個與第一飛輪上的弧形凹槽結構形狀相同的凹槽，密封蓋3的中心處設置有2段式階梯中心通孔，2段式階梯中心通孔的左段為小直徑通孔，右段為大直徑通孔，右段大直徑通孔與第二飛輪9之間用于安裝2號U型金屬骨架油封12，密封蓋3周邊圓環(huán)體的外圓柱面的左端設置有用于安裝I號U型金屬骨架油封4的開口槽，開口槽底的左端面上設置有均勻分布地3個定位孔，密封蓋3周邊圓環(huán)體的內(nèi)孔用于和第一飛輪I上的飛輪外圓環(huán)體右端配裝。
[0049]參閱圖1與圖2，所述的次級飛輪組件包括密封腔前蓋5、第二飛輪9以及傳力板13。
[0050]參閱圖1與圖9，所述的第二飛輪9為圓盤類結構件，在第二飛輪9的圓周邊緣設置有凸向左側的外圓環(huán)體，外圓環(huán)體上設有六個回轉軸線和第二飛輪9回轉軸線平行等距的均勻分布的螺紋通孔，第二飛輪左端面中心處設有凸向左側的中心圓環(huán)體，中心圓環(huán)體的內(nèi)孔設置有內(nèi)花鍵16，用以與變速箱一軸連接。在第二飛輪9的中心圓環(huán)體與外圓環(huán)體之間的左端面上設置有一個凸向左側的中間圓環(huán)體，用以安裝2號U型金屬骨架密封12，中間圓環(huán)體的內(nèi)側設置有六個回轉軸線和第二飛輪9回轉軸線平行等距的均勻分布的鉚接孔，用以與傳力板13鉚接，六個鉚接孔的內(nèi)側設置六個回轉軸線和第二飛輪9回轉軸線平行等距的均勻分布的裝配孔，第二飛輪9與第一飛輪I裝配后，第二飛輪9上的六個裝配孔的回轉軸線與第一飛輪I上的六個均布螺紋孔的回轉軸線同軸，以便于第一飛輪I與曲軸的螺栓連接。
[0051]參閱圖1與圖10，所述的密封腔前蓋5為圓環(huán)體結構件，密封腔前蓋5的中心處設置有階梯通孔，左端為小直徑通孔，用于套裝在第一飛輪I的左端上，右端為大直徑通孔，大直徑通孔的左端用于安裝I號U型金屬骨架油封4，密封腔前蓋5圓環(huán)主體的右端圓環(huán)端面上沿軸向設置有六個和密封腔前蓋5與第二飛輪9的回轉軸線平行等距的均勻分布的螺紋孔，密封腔前蓋5右端的圓環(huán)端面上的六個螺紋孔的回轉軸線與第二飛輪9外圓環(huán)體上的六個螺栓通孔的回轉軸線共線，結構相同，密封腔前蓋5的左端設置有用于和啟動齒圈2右端配裝的圓環(huán)直角形開口槽。
[0052]參閱圖1與圖11，所述的傳力板13為圓環(huán)盤類結構件，傳力板13的中心處設置有傳力板中心圓環(huán)體，傳力板中心圓環(huán)體的外側設置有傳力板外側圓環(huán)體，傳力板中心圓環(huán)體與傳力板外側圓環(huán)體的一(右)端由圓環(huán)形板連成一體，傳力板外側圓環(huán)體與傳力板中心圓環(huán)體位于圓環(huán)形板的一側級即左側，傳力板外側圓環(huán)體與傳力板中心圓環(huán)體之間的圓環(huán)形板上設置有回轉軸線與傳力板中心圓環(huán)體回轉軸線平行等距的均勻分布的鉚接孔，傳力板13的傳力板外側圓環(huán)體的外圓柱面上沿徑向對稱地設置有的兩個結構相同側耳板，傳力板中心圓環(huán)體的內(nèi)孔的右端設有對安裝的滑動軸承15起定位作用的凸緣，即起定位作用的定位止口。
[0053]參閱圖12，初級飛輪組件和次級飛輪組件之間通過扭轉減振器即弧形彈簧11傳遞扭矩，弧形彈簧11是由一對弧度(曲率半徑)一致、大小(粗細長短)不同的彈簧內(nèi)外嵌套而成，該減振器可將曲軸轉動不均勻性減振成為確定的分量。
[0054]勵磁裝置包括磁軛17和勵磁線圈18，勵磁線圈18安裝在磁軛17中，在磁軛17上開有小孔以便勵磁線圈18導線的接入和接出；整個勵磁裝置通過磁軛17上的螺栓孔采用螺栓固定在發(fā)動機殼體上，即勵磁裝置位于次級飛輪組件的周圍，在工作過程中，勵磁裝置和初級飛輪組件、次級飛輪組件的相對位置保持不變。
[0055]磁流變液可采用Lord公司生產(chǎn)的型號為MRF-132DG的磁流變液，當然，也可以使用其他已經(jīng)上市的成熟產(chǎn)品，如飛斯富睿F13140等。密封蓋3周邊圓環(huán)體的內(nèi)孔用于和第一飛輪I上的飛輪外圓環(huán)體右端配裝
[0056]第一飛輪I的飛輪外圓環(huán)體的(右端)外圓柱面裝入密封蓋3的周邊圓環(huán)體的內(nèi)孔中并點焊在一起，并通過各自上面的3個定位孔定位，以保證第一飛輪I和密封蓋3的弧形凹槽完全對置，兩個結構相同的弧形彈簧11安裝在第一飛輪I與密封蓋3的弧形凹槽內(nèi)，傳力板13安裝在第一飛輪I與密封蓋3之間，傳力板13通過滑動軸承15套裝在第一飛輪I的中心圓環(huán)體上為轉動連接，傳力板13的兩個結構相同側耳板處于兩弧形凹槽兩端未連通部分并錯開(轉動)一定的角度，這樣弧形彈簧11的一端抵靠在弧形凹槽端部的端面上，另一端與傳力板13的側耳板的一側面焊接，用以傳遞扭矩，衰減發(fā)動機曲軸的不平衡振動?；⌒螐椈?1在工作時會不斷的被壓縮或者拉伸，其外表面與弧形凹槽產(chǎn)生摩擦，故在弧形凹槽內(nèi)充滿油脂，起到潤滑的作用。為了使緩沖振動和消除噪聲的效果更優(yōu)，弧形彈簧11采用了大彈簧內(nèi)套小彈簧的結構，小彈簧比大彈簧更短，它們組成子母簧，形成二級剛度。當系統(tǒng)傳遞轉矩較低時大彈簧單獨工作，剛度很低，可以很好的緩沖振動；當系統(tǒng)傳遞轉矩較大時，大彈簧壓縮變形到一定角度后大小彈簧同時工作，保證在有限相對轉動角范圍內(nèi)能夠傳遞全部轉矩，避免系統(tǒng)在高載時發(fā)生沖擊現(xiàn)象。啟動齒圈2與第一飛輪剛性連接，即啟動齒圈2中心處的圓環(huán)體的右端裝入第一飛輪I外圓環(huán)體的內(nèi)孔中并通過點焊連接，啟動齒圈2與發(fā)動機啟動齒輪相嚙合，在發(fā)動機點火時用以啟動磁流變液雙質(zhì)量飛輪。
[0057]傳力板13與第二飛輪9之間為固定相連，第二飛輪9上的中間圓環(huán)體套裝在傳力板13上的傳力板外側圓環(huán)體的右端，傳力板13上的六個均布的鉚接孔與第二飛輪9上的六個結構相同的鉚接孔對正，密封蓋3的2段式階梯中心通孔的右段大直徑通孔與第二飛輪9上的中間圓環(huán)體之間安裝起密封作用的2號U型金屬骨架密封12。傳力板13與第二飛輪9之間既可以采用螺紋連接件連接，也可以采用鉚釘插入傳力板13上的六個均布的鉚接孔與第二飛輪9上的六個結構相同的鉚接孔中將兩者連接，使得傳力板13與第二飛輪9之間的連接更加穩(wěn)固，提高了磁流變液雙質(zhì)量飛輪的質(zhì)量和使用壽命。密封腔前蓋5安裝在第二飛輪9的左側，即套裝在密封蓋3的左端，密封腔前蓋5與密封蓋3左端之間安裝有起密封作用的I號U型金屬骨架油封4 ;密封腔前蓋5與第二飛輪9之間安裝有隔磁環(huán)6，因密封腔前蓋5右端的圓環(huán)端面上沿軸向設置有六個與第二飛輪9的外圓環(huán)體上的六個螺栓通孔的回轉軸線共線的螺紋孔，隔磁環(huán)6上也設置有六個與第二飛輪9的外圓環(huán)體上的六個螺栓通孔相同的隔磁環(huán)通孔，螺栓7通過密封腔前蓋5上的6個螺栓孔、隔磁環(huán)6上的6個隔磁環(huán)通孔與第二飛輪9上的6個螺栓通孔將密封腔前蓋5、隔磁環(huán)6和第二飛輪9剛性連接在一起。次級飛輪組件通過傳力板13、滑動軸承15套裝在初級飛輪組件中的第一飛輪I的中心圓環(huán)體上，即次級飛輪組件通過滑動軸承15支撐(套裝)在初級飛輪組件上。
[0058]初級飛輪組件和次級飛輪組件在裝配后徑向與軸向的一(右)側留有一定間隙，并且初級飛輪組件較次級飛輪組件的徑向尺寸小，裝配后在它們之間形成了一定的間隙，這些間隙構成了磁流變液8的密封腔。由于弧形彈簧11的存在，在磁流變液雙質(zhì)量飛輪傳遞扭矩時，初級飛輪組件和次級飛輪組件會產(chǎn)生相對轉動，磁流變液8在磁流變液密封腔內(nèi)壁摩擦力的作用下在該間隙內(nèi)隨著飛輪轉動的方向流動。
[0059]為了使磁流變液8可以充分充滿該密封腔，在第二飛輪9左端面上的外圓環(huán)體和中間圓環(huán)體之間設有上下對稱的兩個注油孔，磁流變液8通過該注油孔進入到密封腔內(nèi)。為了保證磁流變液密封腔的嚴格密封，在密封蓋3的2段式階梯中心通孔的右段大直徑通孔和第二飛輪9的中間圓環(huán)體之間安裝了起密封作用的2號U型金屬骨架密封12，在密封腔前蓋5與密封蓋3左端之間安裝有起密封作用的I號U型金屬骨架油封4，在隔磁環(huán)6與密封腔前蓋5之間、隔磁環(huán)6與第二飛輪9之間分別安裝了硅膠密封圈，用以連接第二飛輪9和密封腔前蓋5的螺栓7中還涂有螺紋密封膠，注油孔的密封由注油塞10保證。
[0060]參閱圖2，密封腔前蓋5圓環(huán)主體的內(nèi)圓柱面、第二飛輪9外圓環(huán)體的內(nèi)圓柱面和密封蓋3周邊圓環(huán)體的外圓柱面之間構成了磁流變液8的工作間隙(磁流變液8的軸向位置處)，磁流變液8的工作間隙由軸向間隙與徑向間隙組成，其厚度也進行了選擇。過小的工作間隙會使磁流變液流動困難，不利于實現(xiàn)對阻尼轉矩的控制，而且工作間隙越小，所要求的加工精度越高，加工難度和成本也相應增加；適當?shù)丶哟蠊ぷ鏖g隙，可以提高磁流變液在工作間隙內(nèi)的流動性能，并且能較好的對產(chǎn)生的阻尼轉矩進行控制；但過大工作間隙會增加間隙處的磁阻，磁勢降低過大，降低間隙處的磁感應強度，使磁流變液能產(chǎn)生的最大阻尼轉矩下降。綜合考慮以上因素，工作間隙厚度在1-4_之間選取。工作間隙的調(diào)整可以通過裝配工藝的選擇或者是改變密封蓋3外圓的厚度等來實現(xiàn)。
[0061]勵磁裝置通過螺栓剛性固定在發(fā)動機殼體上，勵磁線圈中的電線以環(huán)繞第一飛輪I與第二飛輪9共線(次級飛輪組件)的中軸線的方式纏繞。當接通電流，勵磁裝置產(chǎn)生的磁場在工作間隙處的磁場方向是水平軸向的，而磁流變液的流動方向與磁流變液雙質(zhì)量飛輪的轉動方向一致，這并不滿足磁流變液流動方向切割磁場方向的工作要求。所以我們在密封腔前蓋5和第二飛輪9之間設有隔磁環(huán)6，使得隔磁環(huán)6附近的磁場方向順著隔磁環(huán)6的方向徑向垂直，并且與未安裝隔磁環(huán)6相比，增大了工作間隙處的磁場強度，使磁流變液的阻尼控制性能更佳。
[0062]半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪的工作原理:
[0063]發(fā)動機點火啟動，轉矩通過曲軸傳遞到第一飛輪1，第一飛輪I與密封蓋3焊接在一起，共同旋轉工作，其上的弧形凹槽端部的端面壓縮弧形彈簧11，弧形彈簧11推動傳力板13的側耳板，傳力板13與第二飛輪9剛性連接，轉矩便由傳力板13傳遞給第二飛輪9，第二飛輪9通過花鍵16將轉矩傳遞給變速箱一軸。由于弧形彈簧11的存在，初級飛輪組件與次級飛輪組件之間存在相對轉動，工作間隙內(nèi)的磁流變液8在內(nèi)壁摩擦力的作用下流動。磁流變液8—般是由分散在載體介質(zhì)(最普通的是礦物油或硅氧油)中的微小的、可磁化的極性粒子組成。當作用一個磁場時就形成了粒子鏈。在剪切力存在的條件下，粒子鏈的形成與斷裂之間的平衡取決于所加磁場強度。當沒有磁場作用時，磁流變液8可以自由流動。在磁場作用下，磁流變液8的粘度一般隨著磁場強度增加而單調(diào)增加。當發(fā)動機怠速運轉時，通過增加線圈的電流，使其產(chǎn)生的磁場強度變大，工作間隙內(nèi)的磁流變液8的粘度迅速增加，使整個雙質(zhì)量飛輪裝置阻尼增加，減小了振動傳遞率；反之，當發(fā)動機高速運轉，即在高頻區(qū)，通過減小線圈的電流，使其產(chǎn)生的磁場強度減弱，磁流變液8的粘度減小，使整個雙質(zhì)量飛輪裝置阻尼降低，降低高頻傳遞率，減小傳動系的噪聲與振動。
【權利要求】
1.一種半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，包括有初級飛輪組件、次級飛輪組件，其特征在于，所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪還包括有2個結構相同的弧形彈簧(11)、勵磁裝置和磁流變液(8)； 次級飛輪組件通過滑動軸承(15)套裝在位于左側的初級飛輪組件上，初級飛輪組件和次級飛輪組件之間在徑向與軸向留有間隙即密封腔，磁流變液(8)充滿密封腔，2個結構相同的弧形彈簧(11)對稱地安裝在初級飛輪組件的2個結構相同的弧形凹槽內(nèi)，2個結構相同的弧形彈簧(11)的一端抵靠在2個結構相同的弧形凹槽端部的端面上，2個結構相同的弧形彈簧(11)的另一端依次與次級飛輪組件的傳力板(13)的2個結構相同的側耳板的側面焊接固定，勵磁裝置固定在次級飛輪組件的周圍。
2.按照權利要求1所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，其特征在于，所述的充滿磁流變液(8)的密封腔是指: 密封腔前蓋(5)的內(nèi)側、第二飛輪(9)的內(nèi)側和密封蓋(3)的外側之間構成的磁流變液(8)的工作間隙，在密封蓋(3)的2段式階梯中心通孔的右段大直徑通孔和第二飛輪(9)的中間圓環(huán)體之間安裝了 2號U型金屬骨架密封(12)，在密封腔前蓋(5)與密封蓋(3)左端之間安裝有I號U型金屬骨架油封(4)，在隔磁環(huán)(6)與密封腔前蓋(5)之間、隔磁環(huán)(6)與第二飛輪(9)之間分別安裝了硅膠密封圈，用以連接第二飛輪(9)和密封腔前蓋(5)的螺栓(7)上還涂有螺紋密封膠，第二飛輪(9)上的注油孔在注完磁流變液(8)后采用注油塞(10)封堵密封，工作間隙厚度取值為I~4mm。
3.按照權利要求1所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，其特征在于，所述的初級飛輪組件包括第一飛輪(I)、啟動齒圈(2 )和密封蓋(3 ); 啟動齒圈(2)中心處的圓環(huán)體和第一飛輪(I)上的飛輪外圓環(huán)體的內(nèi)孔配裝并點焊在一起，第一飛輪(I)的飛輪外圓環(huán)體的右端裝入密封蓋(3)的周邊圓環(huán)體的內(nèi)孔中并點焊在一起，并通過各自上面的3個定位孔定位，第一飛輪(I)和密封蓋(3)上的弧形凹槽完全對置，第一飛輪(I)的中心圓環(huán)體通過滑動軸承(15)裝入次級飛輪組件中的傳力板(13)上的傳力板中心圓環(huán)體內(nèi)為轉動連接。
4.按照權利要求3所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，其特征在于，所述的第一飛輪(I)為圓盤類結構件，在第一飛輪(I)的右端面上向左沖壓兩個對稱的橫截面為半圓形的用以安裝弧形彈簧(11)的弧形凹槽，兩個弧形凹槽(11)并不連通，第一飛輪(I)右端面的中心處設有向右突出的中心圓環(huán)體，在中心圓環(huán)體內(nèi)側的第一飛輪(I)右端面的中心處設有中心孔，在中心圓環(huán)體內(nèi)圓柱面與中心孔之間均勻地設置有六個回轉軸線與第一飛輪(I)回轉軸線平行等距的用以與發(fā)動機曲軸相連的螺栓孔，在中心圓環(huán)體的外周邊處設置有向左突出的飛輪外圓環(huán)體，飛輪外圓環(huán)體右端面上設置有3個回轉軸線和第一飛輪(I)右端面垂直的且均勻分布的定位孔，中心圓環(huán)體的回轉軸線與中心孔的回轉軸線共線，六個螺栓孔所在圓的回轉軸線、3個定位孔所在圓的回轉軸線與兩個橫截面為半圓形的弧形凹槽所在圓的回轉軸線和第一飛輪(I)的回轉軸線共線。
5.按照權利要求3所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，其特征在于，所述的密封蓋(3)為圓環(huán)盤類結構件，在密封蓋(3)左圓環(huán)端面上向右沖壓了兩個與第一飛輪上的弧形凹槽結構形狀相同的凹槽，密封蓋(3)的中心處設置有2段式階梯中心通孔，2段式階梯中心通孔的左段為小直徑通孔，右段為大直徑通孔，右段大直徑通孔與第二飛輪(9)之間用于安裝2號U型金屬骨架油封(12)，密封蓋(3)周邊圓環(huán)體的外圓柱面的左端設置有用于安裝I號U型金屬骨架油封(4)的開口槽，開口槽底的左端面上設置有均勻分布地3個定位孔，密封蓋(3)周邊圓環(huán)體的內(nèi)孔用于和第一飛輪(I)上的飛輪外圓環(huán)體右端配裝。
6.按照權利要求1所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，其特征在于，所述的次級飛輪組件包括密封腔前蓋(5)、第二飛輪(9)與傳力板(13)； 第二飛輪(9)的中間圓環(huán)體套裝在傳力板(13)的傳力板外側圓環(huán)體上并鉚接，同時第二飛輪(9)上的外圓環(huán)體套裝在初級飛輪組件中的密封蓋(3)的周邊圓環(huán)體上并留有間隙，密封腔前蓋(5)套裝在第二飛輪(9)左側的密封蓋(3)上并留有間隙，密封腔前蓋(5)與第二飛輪(9)之間安裝有隔磁環(huán)(6)，采用螺栓(7)將密封腔前蓋(5)、隔磁環(huán)(6)與第二飛輪(9)連接。
7.按照權利要求6所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，其特征在于，所述的第二飛輪(9)為圓盤類結構件，在第二飛輪(9)的圓周邊緣設置有凸向左側的外圓環(huán)體，外圓環(huán)體上設有六個回轉軸線和第二飛輪(9)回轉軸線平行等距的均勻分布的螺栓通孔，第二飛輪(9 )左端面中心處設有凸向左側的中心圓環(huán)體，中心圓環(huán)體的內(nèi)孔設置有內(nèi)花鍵(16 )，在第二飛輪(9)的中心圓環(huán)體與外圓環(huán)體之間的左端面上設置有一個凸向左側的中間圓環(huán)體，中間圓環(huán)體與外圓環(huán)體之間對稱地設置2個注油孔，中間圓環(huán)體的內(nèi)側設置有六個回轉軸線和第二飛輪(9)回轉軸線平行等距的均勻分布的用以與傳力板(13)連接的鉚接孔，六個鉚接孔的內(nèi)側設置六個回轉軸線和第二飛輪(9)回轉軸線平行等距的均勻分布的裝配孔，第二飛輪(9)上的六個裝配孔的回轉軸線與第一飛輪(I)上的六個均布螺栓孔的回轉軸線同軸。
8.按照權利要求6所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，其特征在于，所述的傳力板(13)為圓環(huán)盤類結構件，傳力板(13)的中心處設置有傳力板中心圓環(huán)體，傳力板中心圓環(huán)體的外側設置有傳力板外側圓環(huán)體，傳力板中心圓環(huán)體與傳力板外側圓環(huán)體的右端由圓環(huán)形板連成一體，傳力板外側圓環(huán)體與傳力板中心圓環(huán)體位于圓環(huán)形板的同側即左側，傳力板外側圓環(huán)體與傳力板中心圓環(huán)體之間的圓環(huán)形板上設置有回轉軸線與傳力板中心圓環(huán)體回轉軸線平行等距的均勻分布的鉚接孔，傳力板(13)的傳力板外側圓環(huán)體的外圓柱面上沿徑向對稱地設置有的兩個結構相同的側耳板，傳力板中心圓環(huán)體的內(nèi)孔的右端設有對安裝的滑動軸承(15)起定位作用的凸緣。
9.按照權利要求1所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，其特征在于，所述的勵磁裝置包括磁軛(17 )和勵磁線圈(18 )，勵磁線圈(18 )安裝在磁軛(17 )中，在磁軛上(17 )開有便于勵磁線圈(18)的導線接入與接出的小孔；勵磁裝置通過磁軛(17)上的螺栓孔采用螺栓固定在發(fā)動機殼體上。
10.按照權利要求1所述的半主動磁流變液雙質(zhì)量飛輪，其特征在于，所述的弧形彈簧(11)由1根大彈簧與I根小彈簧組成； 小彈簧的弧長小與大彈簧的弧長，小彈簧的直徑小于大彈簧的內(nèi)徑，小彈簧的曲率半徑與大彈簧的曲率半徑相等，小彈簧裝入大彈簧之中組成二級剛度的子母簧。
【文檔編號】F16F15/31GK203702984SQ201420040704
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權日:2014年1月22日
【發(fā)明者】陳志勇, 史文庫, 王世朝, 孫寧, 毛陽, 陳志遠, 鄔廣銘 申請人:吉林大學